Крупномасштабная структура Вселенной. Каков состав вселенной


Каков состав Вселенной?

Примерно на 74% из темной энергии, на 22% из темной материи, на 4% из видимого вещества, на 0.00001% из света. Еще какой-то вклад вносят реликтовые нейтрино, то есть нейтрино, оставшиеся от большого взрыва.

Как получаются такие цифры? Из изучения динамики расширения Вселенной.  Разная материя при расширении меняется по-разному. Пусть все расстояния во вселенной увеличились вдвое. Тогда объем увеличился в 8 раз. Плотность обычной (и темной) материи при этом уменьшится в 8 раз. Частиц в куске пространства меньше не стало, но кусок растянулся. Со светом другая история. При растяжении Вселенной растягивается также длина волны света, поэтому свет "краснеет", энергия одного фотона уменьшается, в дополнение к этому количество фотонов упало. По этому при растяжении в 2 раза плотность энергии света уменьшится в 2*8=16 раз. Вакуумная же энергия или темная энергия на то и вакуумная, что является свойством пространства. Она с растяжением пространства не меняется. (Получается, что глобально во Вселенной энергии становится больше, объем вырос, а плотность вакуумной энергии не поменялась. В стандартном смысле в теории относительности энергия не сохраняется, только в частных случаях) 

Наша Вселенная расширяется с ускорением, согласно теории относительности ускоренное расширение дает темная энергия, изучив то, как скорость расширения меняется со временем мы померили что вакуумной или темной энергии 74%, а обычной материи 26% по массе. И средняя плотность этих 26% в пять раз больше чем средняя плотность видимой материи, то есть галактик, межгалактического газа и прочего. Разницу назвали темной материей, потому что эта материя имеет свойства похожие на обычную, но с обычной взаимодействует очень слабо. Плотность фотонов, оставшихся после большого взрыва (это основная часть фотонов во вселенной) можно пересчитать, поэтому мы точно знаем что их 0.00001% от суммарной массы. Нейтрино от большого взрыва мы ловить не умеем и их вклад пересчитать прямо не можем, можем только сказать, что они вносят незначительный вклад. Интересные факты о генетике Телегония — это 100% бред?Правда ли, что хорошие и плохие качества по большей части передаются от родителей к ребенку генетически? Или это миф?Существует ли национальность с позиции генетики?Задайте вопрос и получите скидку до 70% на генетический тест!

Вот. Естественно в будущем эти цифры будут меняться. Плотность материи будет и дальше падать, а вакуумная энергия нет, значит ее доля будет расти. Что касается состава видимой материи, то она состоит из атомов, долю разных атомов уже здесь называли. 

Природа темной материи до сих пор не очень изучена. Может это что-то известное физике, а может что-то новое. Что касается темной энергии, есть очень много кандидатов. В том числе это может быть материя в очень специфическом состоянии. А может это такое новое свойство гравитации, которого нет в общей теории относительности.

thequestion.ru

Каков состав Вселенной?

Примерно на 74% из темной энергии, на 22% из темной материи, на 4% из видимого вещества, на 0.00001% из света. Еще какой-то вклад вносят реликтовые нейтрино, то есть нейтрино, оставшиеся от большого взрыва.

Как получаются такие цифры? Из изучения динамики расширения Вселенной. Разная материя при расширении меняется по-разному. Пусть все расстояния во вселенной увеличились вдвое. Тогда объем увеличился в 8 раз. Плотность обычной (и темной) материи при этом уменьшится в 8 раз. Частиц в куске пространства меньше не стало, но кусок растянулся. Со светом другая история. При растяжении Вселенной растягивается также длина волны света, поэтому свет “краснеет”, энергия одного фотона уменьшается, в дополнение к этому количество фотонов упало. По этому при растяжении в 2 раза плотность энергии света уменьшится в 2*8=16 раз. Вакуумная же энергия или темная энергия на то и вакуумная, что является свойством пространства. Она с растяжением пространства не меняется. (Получается, что глобально во Вселенной энергии становится больше, объем вырос, а плотность вакуумной энергии не поменялась. В стандартном смысле в теории относительности энергия не сохраняется, только в частных случаях)

Наша Вселенная расширяется с ускорением, согласно теории относительности ускоренное расширение дает темная энергия, изучив то, как скорость расширения меняется со временем мы померили что вакуумной или темной энергии 74%, а обычной материи 26% по массе. И средняя плотность этих 26% в пять раз больше чем средняя плотность видимой материи, то есть галактик, межгалактического газа и прочего. Разницу назвали темной материей, потому что эта материя имеет свойства похожие на обычную, но с обычной взаимодействует очень слабо. Плотность фотонов, оставшихся после большого взрыва (это основная часть фотонов во вселенной) можно пересчитать, поэтому мы точно знаем что их 0.00001% от суммарной массы. Нейтрино от большого взрыва мы ловить не умеем и их вклад пересчитать прямо не можем, можем только сказать, что они вносят незначительный вклад.

Вот. Естественно в будущем эти цифры будут меняться. Плотность материи будет и дальше падать, а вакуумная энергия нет, значит ее доля будет расти. Что касается состава видимой материи, то она состоит из атомов, долю разных атомов уже здесь называли.

Природа темной материи до сих пор не очень изучена. Может это что-то известное физике, а может что-то новое. Что касается темной энергии, есть очень много кандидатов. В том числе это может быть материя в очень специфическом состоянии. А может это такое новое свойство гравитации, которого нет в общей теории относительности.Если имеется в виду элементный состав, то:

Водород – 75%,

Гелий – 23%,

Кислород – 1%,

Углерод – 0.5%,

Неон, Железо, Азот – примерно по 0.1%,

Кремний – 0.07%,

Магний, Сера – примерно по 0.05%,

Аргон – 0.02%

Остальные – меньше 0.01%.

obrazovaka.ru

каков состав вселенной?

Сегодня человечеству известно лишь о 5% состава Вселенной. Это атомы из знакомой нам периодической таблицы. Именно эти пять процентов состава формируют окружающий наш мир. Однако все, что не входит в вышеназванные 5%, остается для ученых тайной, покрытой мраком. В последнее столетие ученые пришли к выводу, что 95% состава Вселенной формируют две темные сущности: 70% энергии и 25% материи. По версии ученых, темная материя «склеивает» галактики и скопления галактик, а темная энергия заполняет собой пространство, расширяя его границы. Так это или нет, доподлинно не известно. Скры́тая ма́сса (в космологии и астрофизике также тёмная материя, тёмное вещество, тёмная энергия) — общее название совокупности астрономических объектов, недоступных прямым наблюдениям современными средствами астрономии (то есть не испускающие электромагнитного излучения достаточной для наблюдений интенсивности) , но наблюдаемым косвенно по гравитационным эффектам, оказываемым на наблюдаемые объекты. Общая проблема скрытой массы состоит из двух проблем: астрофизической, то есть противоречия наблюдаемой массы гравитационно связанных объектов и их систем, таких, как галактики и их скопления, с их наблюдаемыми параметрами, определяемыми гравитационными эффектами; космологической — противоречия наблюдаемых космологических параметров полученной по астрофизическим данным средней плотности Вселенной. понятие тёмной материи это очередная чушь этих лжеучёных Как всегда они придумываю новый постулат, если не могут что-то объяснить. Уже были виртуальные частицы, цвета, очарованья, странности, кварки, глюоны, да и понятие барионов у них возникло тоже из постулата невозможности распада протона, так как причину этого не распада на позитрон и, например, излучение, они тоже не знают. Тоже и касается тёмной материи. Только вот чем отличается и какие имеет свойства эта тёмная материя и как взаимодействует с обычной материей и как тогда быть с формулой Е=м*с*с

vashurok.ru

Масштабы Вселенной, строение, объекты

Были времена, когда мир людей ограничивался поверхностью Земли, находящейся у них под ногами. По мере развития техники человечество расширило свой кругозор. Теперь люди задумываются о том, есть ли границы у нашего мира и каковы масштабы Вселенной? На самом деле её реальные размеры не может представить себе ни один человек. Поскольку у нас нет подходящих ориентиров. Даже профессиональные астрономы рисуют себе (хотя бы в воображении) уменьшенные во много раз модели. Принципиальным является точное соотнесение габаритов, которые имеют объекты Вселенной. А при решении математических задач они вообще неважны, потому что оказываются просто числами, которыми оперирует астроном.

Про строение Солнечной системы

Чтобы говорить про масштабы Вселенной нужно сначала разобраться с тем, что находится к нам ближе всего. Во-первых, это звезда, которая называется Солнцем. Во-вторых – планеты, обращающиеся вокруг нее. Кроме них, есть еще спутники, движущиеся вокруг некоторых космических объектов. И не нужно забывать про пояс астероидов.

Планеты в этом перечне интересуют людей с давних пор, поскольку они являются самыми доступными для наблюдения. С их изучения начала развиваться наука о строении Вселенной — астрономия. Центром Солнечной системы признана звезда. Она является еще и самым большим её объектом. Если сравнивать с Землей, то Солнце по объему больше в миллион раз. Оно только кажется сравнительно маленьким, поскольку сильно удалено от нашей планеты.

Все планеты Солнечной системы делятся на три группы:

  • Земная. В неё входят планеты, которые похожи на Землю по внешним признакам. Например, это Меркурий, Венера и Марс.
  • Объекты-гиганты. Они имеют гораздо большие размеры по сравнению с первой группой. К тому же в их составе много газов, поэтому они еще называются газовыми. Сюда относят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
  • Планеты-карлики. Они, по сути, являются крупными астероидами. Один из них до недавнего времени был включен в состав основных планет — это Плутон.

Планеты «не разлетаются» от Солнца благодаря силе притяжения. А упасть на звезду они не могут из-за больших скоростей. Объекты действительно очень «шустрые». К примеру, скорость Земли приблизительно равна 30 километрам в секунду.

Как сравнить размеры объектов Солнечной системы?

Перед тем как вы попытаетесь представить себе масштабы Вселенной, стоит разобраться с Солнцем и планетами. Ведь их тоже бывает сложно соотнести друг с другом. Чаще всего условный размер огненной звезды отождествляют с бильярдным шаром, диаметр которого равен 7 см. Стоит отметить, что в реальности он достигает около 1400 тыс. км. В таком «игрушечном» макете первая планета от Солнца (Меркурий) оказывается на расстоянии 2 метров 80 сантиметров. При этом шарик Земли будет иметь в диаметре всего половину миллиметра. Он расположен от звезды на расстоянии 7,6 метра. Расстояние до Юпитера в этом масштабе будет равно 40 м, а до Плутона — 300.

Если говорить об объектах, которые находятся за пределами Солнечной системы, то самая близкая звезда — Проксима Центавра. Она будет удалена так сильно, что это упрощение оказывается слишком маленьким. И это при том, что она находится в пределах Галактики. Что же говорить про масштабы Вселенной. Как видим, она фактически безгранична. Всегда хочется узнать, как соотносятся Земля и Вселенная. И после получения ответа не верится в то, что наша планета и даже Галактика — ничтожная часть огромного мира.

Какие единицы применяются для измерения расстояний в космосе?

Сантиметр, метр и даже километр — все эти величины оказываются ничтожными уже в пределах Солнечной системы. Что же говорить о Вселенной. Чтобы указать расстояние в пределах Галактики, используется величина, названная световым годом. Это время, которое потребуется свету, движущемуся в течение одного года. Напомним, что одна световая секунда равна почти 300 тысячам км. Поэтому при переводе в привычные километры световой год оказывается приблизительно равным 10 тысячам миллиардов. Представить его невозможно, поэтому масштабы Вселенной невообразимы для человека. Если нужно указать расстояние между соседними галактиками, то и световой год оказывается недостаточным. Нужна еще более крупная величина. Ею оказался парсек, который равен 3,26 светового года.

Как устроена Галактика?

Она является гигантским образованием, состоящим из звезд и туманностей. Небольшую их часть видно каждую ночь на небосклоне. Структура нашей Галактики весьма сложная. Ее можно считать сильно сжатым эллипсоидом вращения. Причем у него выделяют экваториальную часть и центр. Экватор Галактики большей частью составляют газовые туманности и горячие массивные звезды. В Млечном Пути эта часть находится в центральной его области.

Солнечная система не является исключением из правил. Она тоже расположена вблизи экватора Галактики. Кстати, основная часть звезд образует огромный диск, диаметр которого равен 100 тысячам световых лет, а толщина – 1500 . Если вернуться к тому масштабу, который был использован для представления Солнечной системы, то размеры Галактики станут соразмерны расстоянию от Земли до Солнца. Это невероятная цифра. Поэтому Солнце с Землей оказываются крошками в Галактике.

Какие объекты существуют во Вселенной?

Перечислим самые основные:

  • Звезды – массивные самосветящиеся шары. Они возникают из среды, состоящей и смеси пыли и газов. Большую их часть составляют водород и гелий.
  • Реликтовое излучение. Им являются электромагнитные импульсы, распространяющиеся в космосе. Его температура – 270 градусов Цельсия. Причём это излучение одинаково по всем направлениям. Это свойство называется изотропностью. К тому же с ним связывают некоторые загадки Вселенной. К примеру, стало ясно, что оно возникло в момент большого взрыва. То есть существует с самого начала существования Вселенной. Оно же подтверждает мысль о том, что она расширяется одинаково по всем направлениям. Причём это утверждение справедливо не только для настоящего времени. Так было и в самом начале.
  • Темная материя. То есть скрытая масса. Это те объекты Вселенной, которые нельзя исследовать прямым наблюдением. Другими словами, они не излучают электромагнитные волны. Но оказывают гравитационное воздействие на другие тела.
  • Черные дыры. Они недостаточно изучены, но весьма известны. Это произошло из-за массового описания таких объектов в фантастических произведениях. По сути, черной дырой является тело, от которого не может распространиться электромагнитное излучение из-за того, что вторая космическая скорость на нем равна скорости света. Стоит вспомнить, что именно вторую космическую скорость необходимо сообщить предмету, чтобы он покинул космический объект.

Во Вселенной, кроме того, есть еще квазары и пульсары.

Загадочная Вселенная

В ней полно того, что еще до конца не открыто, не изучено. Да и то, что удалось обнаружить, частенько подбрасывает новые вопросы и связанные с ними загадки Вселенной. К ним можно отнести даже всем известную теорию «Большого взрыва». Она является действительно только условной доктриной, поскольку человечество может лишь догадываться о том, как это происходило.

Вторая загадка – возраст Вселенной. Его удается сосчитать приблизительно по уже упомянутому реликтовому излучению, наблюдением за шаровыми скоплениями и прочим объектам. Сегодня учёные сошлись во мнении, что возраст Вселенной приблизительно равен 13,7 миллиарда лет. Еще одна тайна — если жизнь на других планетах? Ведь не только в Солнечной системе возникли подходящие условия, и появилась Земля. И Вселенная, скорее всего, наполнена подобными образованиями.

Одна?

А что находится за пределами Вселенной? Что там, куда не проник человеческий взор? Есть ли что-то за этим рубежом? Если да, то сколько вселенных существует? Это вопросы, на которые ученым только предстоит найти ответы. Наш мир подобен коробке с сюрпризами. Когда-то казалось, что он состоит только из Земли и Солнца, с небольшим количеством звезд на небе. Потом мировоззрение расширилось. Соответственно, и границы раздвинулись. Не удивительно, что многие светлые умы уже давно пришли к выводу, что Вселенная – только часть еще более крупного образования.

fb.ru

1. КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ВОЗРАСТЫ СОЛНЦА, ЗВЕЗД, ВСЕЛЕННОЙ? КАКОВ ДИАПАЗОН ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ ВО ВСЕЛЕННОЙ. Возраст Солнца, Звезд, Вселенной. Отличия научной картины мира от классической. Распределение солнечной энергии

Похожие главы из других работ:

Антропный космологический принцип

1. Человек во Вселенной

Вопрос о назначении человека, его роли и месте в мире так или иначе затрагивался и решался в любой философской проблеме. Согласно христианским воззрениям, человек - образ и подобие Бога. Поэтому, в сущности...

Атом во Вселенной, Вселенная в атоме

3.1 Рождение Вселенной

Примерно 15 млрд. лет отделяет нашу эпоху от начала процесса расширения Вселенной, когда вся наблюдаемая нами Вселенная была сжата в комочек, в миллиарды раз меньший булавочной головки. Если верить математическим расчетам...

Влияние Солнца на жизнь Земли

3. Магнитные бури и их влияние на биосферу. Идеи Чижевского о пульсации Вселенной и Солнца

Магнитные бури возникают под действием потоков солнечного ветра, интенсивность которых зависит от состояния нашего светила. Солнце, как и Земля, обладает магнитным полем...

Возраст Солнца, Звезд, Вселенной. Отличия научной картины мира от классической. Распределение солнечной энергии

3. В ЧЕМ СОСТОИТ ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА И КАКОВА ЕГО РОЛЬ В ИССЛЕДОВАНИИ ЗВЕЗД, ВСЕЛЕННОЙ

В 1842 г. австрийский физик и астроном Кристиан Доплер (1803-1853) обнаружил зависимость частоты волнового импульса при движении источника волн относительно наблюдателя, названную эффектом Доплера. Многие не раз сталкивались с ним, когда слышали...

Возраст Солнца, Звезд, Вселенной. Отличия научной картины мира от классической. Распределение солнечной энергии

10. КАКОВО СОСТОЯНИЕ СОЛНЦА И ЕГО АТМОСФЕРЫ? КАКОВЫ ПРОЯВЛЕНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ? В КАКОМ СОСТОЯНИИ НАХОДИТСЯ СОЛНЕЧНОЕ ВЕЩЕСТВО? КАКОВ СОСТАВ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ? ЧТО ТАКОЕ СОЛНЕЧНЫЙ ВЕТЕР? КАК ОН ПРОЯВЛЯЕТСЯ НА ЗЕМЛЕ

По современным представлениям, Солнце состоит из ряда концентрических сфер, или областей, каждая из которых обладает специфическими особенностями...

Концепции современного естествознания

2. Физические картины мира. Многообразие и единство мира. Микро-, макро - и мегамир. Геометрия Вселенной. Вопрос о конечности и бесконечности Вселенной

Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во Вселенной. Уникальность земной биосферы и человеческого интеллекта бросает вызов нашей вере в единство природы. Человек не успокоится, пока не разгадает загадку своего происхождения...

Концепции современного естествознания

2.1 Образование Вселенной

Существует точка зрения, что с самого начала протовещество с гигантской скоростью начало расширятся. На начальной стадии это плотное вещество разлеталось во всех направлениях и представляло собой однородную бурлящую смесь неустойчивых...

Научные теории естествознания

5. Эволюция Вселенной. Модель Большого взрыва и расширяющейся Вселенной

В соответствии с данными космологии, Вселенная возникла в результате взрывного процесса, получившего название Большой взрыв, произошедшего около 14 млрд. лет назад. Теория Большого взрыва хорошо согласуется с наблюдаемыми фактами (например...

Основные понятия современного естествознания

2. В чем сущность второго начала термодинамики? Приведите значения к.п.д. для тепловых станций. В чем состоит суть спора о «тепловой смерти Вселенной»? Какие приняты шкалы температур? Каков смысл абсолютного нуля температур?

Второй закон термодинамики в формулировке немецкого физика Р. Клаузиуса звучит так: «Теплота не переходит самопроизвольно от холодного тела к более горячему»...

Основные понятия современного естествознания

5. Поясните, что такое Вселенная, каковы ее размеры, какие объекты ее составляют и какие модели развития Вселенной Вам известны. Какие эмпирические подтверждения развития Вселенной?

Слово «вселенная» возникло как калька греческого термина «ойкумена», т. е. заселенная земля. Уже здесь видна его первоначальная равнозначность выражению «весь свет» или «мир». Но такое понимание вселенной давно устарело...

Планета Земля: феномен или аналог?

1. Появление Вселенной

...

Пространственные, временные и массовые масштабы вселенной

1. Общие представления о пространственных и временных характеристиках Вселенной

Одна из важнейших задач естествознания - создание естественно-научной картины мира в виде целостной упорядоченной системы. Для ее решения используются общие и абстрактные понятия: время и пространство...

Самоорганизация живой и неживой природы

1. Начало вселенной

...

Самоорганизация живой и неживой природы

2. Структурирование вселенной

В ясную погоду в безлунную ночь невооруженным глазом можно насчитать на небосводе до трех тысяч звезд. Но это лишь небольшая часть тех звезд и других космических объектов, из которых состоит Вселенная...

Энтропия и ее роль в построении современной картины мира

3. Энтропия Вселенной

Как уже говорилось, законы термодинамики нельзя применить ко Вселенной в целом, так как она не является термодинамической системой, однако во Вселенной можно выделить подсистемы, к которым применимо термодинамическое описание...

bio.bobrodobro.ru

Вселенная

Вселенная наполнена разнообразными объектами, возраст которых, происхождение, свойства и протекающие процессы составляют извечную тайну, разгадываемую человечеством тысячи лет.

Интересно о Мироздании

Инфографика «Вселенная»

Посмотреть в большом разрешенииСущность Вселенной пытались понять пытливые умы еще на заре человечества. Однако полноценно объяснить ее основы астрономическая наука по-прежнему не может. Даже имея впечатляющий арсенал необходимых методов исследования, и накопив огромнейшее количество исходного материала. Понятию «Вселенная» все еще не дано точного определения. В широчайшем смысле – это пространство, доступное для анализа и познания в настоящий момент или в ближайшем будущем. Ведь каждое наблюдение, совершаемое в мире (физика – за строением атома, метеоролога – за погодой, ребенка – за собакой, астронома – за далекими звездами), можно приравнять к исследованию Вселенной. Ее бесконечную площадь заполняет атомарное вещество, из которого сформировались все космические объекты: черные дыры, различные типы галактик, туманности, скопления и звездные системы. Свободное пространство космоса (вакуум) – это также некое вещество, но оно пребывает в максимально разреженном состоянии. Согласно подтвержденным исследованиям Вселенная приумножает свои размеры, расширяясь с увеличивающейся скоростью.

Общие сведения о Вселенной

Распределение энергии во Вселенной

В отношении Мироздания такие основные понятия, как масса, размер и прочие, утрачивают свою корректность. Для нас Космос – единое целое, а значит, он уникален, ни с чем не связан и не вступает во взаимодействие. Описывая его, приходится ссылаться на термины – давление, химический состав, плотность. Молекулярный состав Вселенной установлен достаточно точно, на 75% она состоит из водорода, а 23% приходятся на гелий. Доля иных элементов незначительна, на нее остается порядка двух процентов, один из которых принадлежит кислороду. Основная часть космоса – 95% – занимает темная материя и энергия, на элементарные частицы остается всего 5%. С момента рождения Вселенную наполняет реликтовое излучение, которое изначально было светом от Большого взрыва. Остывшие и расширившиеся фотоны перешли в микроволновый радиодиапазон и показывают температуру около 2,720 Кельвина (или -270,4 градуса по Цельсию).

Карта ближайших стен, войдов и сверхскоплений.

При изучении конструкции Вселенной возникла ассоциация с пчелиными сотами. Размеры таких ячеек практически невозможно представить – от 100 до 300 млн. св. лет. Просвет между их стенками называют войдами. Эти образования имеют следы темной материи, а их количество занимает половину космоса. Вдоль стенок разместились скопления галактик. Среди невероятного обилия объектов, которые их наполняют, определена темная материя, звезды различной кратности, межзвездный газ, шаровидные и рассеянные скопления.

Материалы по теме

Особого упоминания заслуживают квазары с их огромной светимостью и невероятные по силе гамма-всплески, появляющиеся от излучения сверхновой, перерастающей в нейтронную или кварковую звезду.

Различные теории возникновения Вселенной

Все модели, объясняющие образование Вселенной, условно делятся на религиозные (подразумевающие участие Божества в этом процессе) и теории без участия этого фактора. Согласно общепринятым научным представлениям старт Мирозданию дал Большой взрыв, от которого нас отделяет 13,7 млрд. лет. Благодаря этому потрясению из состояния космологической сингулярности и возникла Вселенная. С того ничтожного мига она не прекращает расти в пространстве и становится все холоднее.

По другой, альтернативной версии мироздание – это некая константа. Оно никогда не появлялось, поэтому не может и пропасть. Вселенная рождается и угасает бесчисленное количество раз (пульсирует). По ненаучным концепциям появления всего существующего мира предполагается присутствие Творца, руководящего этим процессом и ставшего его причиной. В 1990-х гг. возникли теории, описывающие Разумный замысел. Они подвели научное обоснование под религиозное учение о сотворении мира. Правда, современная наука их отвергают, так как они противоречат принципам объективности, фальсифицируемости.

Сложная структура Вселенной

Из чего состоит Вселенная

Известно, что светила концентрируются в скопления, которые в дальнейшем, объединяются в значительные собрания космических объектов – галактики. Но это не конечный этап эволюции. Далее следуют сверхскопления галактик, включающие тысячи объектов. Такая форма упорядочения материи во Вселенной, доступная для наблюдения и изучения, в космологии именуется крупномасштабной структурой. Гигантские скопления галактик не ограничены в движении силами гравитации. Они способны расширяться, подчиняясь закону Хаббла, описывающему основные механизмы увеличения границ Вселенной. Занимательный факт: Землю и самое дальнее от нас сверхскопление галактик разделяет 7 млрд. св. лет. Вес далекого исполина в квадриллион раз превосходит солнечный (его масса в тоннах выражается числом, имеющим вид двойки с сорока пятью нулями). Масштабными космическими конструкциями стали скопления галактик, сформированные в форме нитей. Их разделяют области, в которых отсутствует материя, – пустоты. В просторах космоса именно нити и пустоты образуют плоские конструкции, называемые стенами.

Познание реликтового излучения

Карта реликтового излучения со спутника Plank

Отголосок энергии Большого взрыва, ставший фоновым излучением, стабильно фиксируется в космическом пространстве. Его причисляют к спектру абсолютно черного тела. Из-за грандиозного расширения Вселенной первоначальная температура потока ее частиц опустилась до абсолютного нуля и составляет 2,720 К. Впервые подобное излучение заметили в 1941 году, а в 1948 году его наличие уверенно предполагали ученые, создавшие теорию Большого взрыва. Они смогли примерно вычислить и его температурные параметры. В 1965, при помощи экспериментального прибора, Пензиас и Вильсон установили температуру реликтового излучения.

Интерактивная карта реликтового излучения

Имеет место версия, что своим возникновением реликтовое излучение обязано моменту рождения простейшего атома – водорода. До этой фазы истории Вселенной оно помещалось внутри особого вещества – плазмы с высочайшей плотностью. Астрономы наблюдают реликтовое излучение благодаря специальному устройству телескопов, установленных в Антарктиде, а также радиотелескопов. Стоит отметить, что его анализ является трудной, но интересной и полезной задачей для современной науки.

Наблюдение за удаленными объектами

Буущий телескоп James Webb

Число звезд, наполняющих космос, особенно трудно вообразить. Его диаметр, экспериментально определенный учеными, должен достигать 93 млрд. св. лет. А подсчитанное значение промежутка до самого дальнего объекта, замеченного современной техникой, составило около 14 млрд. св. лет. Такие масштабы и колоссальные дистанции прослеживаются по всем известным направлениям. Между нашей системой и самой удаленной галактикой насчитывается 13,2 млрд. св. лет. Существование сверхдальнего объекта определено только в инфракрасном диапазоне. Достигающее нас его излучение приносит сведения о галактике с огромным опозданием, поэтому мы наблюдаем ее такой, какой она была миллиарды лет назад.

Для изучения столь отдаленных объектов требуется уникальное оборудование – сверхмощные телескопы типа «Хаббл». Ресурсы этих приборов возрастают с каждым годом: так, телескоп «Джеймс Уэбб», который планируется запустить в 2018 году, сможет заглянуть в космические глубины намного дальше. За пределами доступной для наблюдения Вселенной предполагается наличие гипотетических внеметагалактических объектов. Считается, что их развитие не затронуто процессом Большого взрыва, они относятся к Мультивселенной.

Проблемы будущего Вселенной

Из чего состоит Вселенная

Ученые не прекращают искать ответы на вопрос о будущем Мироздания. Многочисленные гипотезы дальнейшего развития макромира пророчат различный исход: от уничтожения всего современного мира до бесконечной жизни Космоса. К возможным сценариям развития Вселенной причисляют повторный Большой разрыв. В критический момент сила расширения возобладает над гравитационной, удерживающей вместе скопления галактик и звезд. При дальнейшем увеличении Вселенной прекратят существование планеты и более мелкие объекты. Наконец, за наносекунду до взрыва разрушатся атомы. По прогнозам вселенская катастрофа произойдет через 22 млрд. лет. Что произойдет после этого – сказать нереально, ведь современные законы физики не будут работать.

Будущее Вселенной

Торможение темпов увеличения Вселенной может спровоцировать активный процесс Большого сжатия. Это приведет к образованию одного мегаскопления звезд на месте здравствующего сегодня Космоса. В галактиках не прекратится рождение звезд, но с уменьшением границ Вселенной, показатель ее температуры будет непрерывно возрастать. В дальнейшем испарятся все планеты, а известная материя преобразуется в черные дыры. Слияние этих объектов вызовет сингулярность – появление большой черной дыры. Возможно, что далее придет время эпохи без ясного источника энергии – так называемый период «вечной тьмы». Но оптимистически настроенные ученые говорят, что после наступит время очередного Большого взрыва, подчеркивая тем самым бесконечную цикличность этих космических процессов.

По всей видимости, вопросы обсуждения зарождения Вселенной останутся открытым до конца, а именно от этого фактора зависят прогнозы эволюции Мироздания. В астрономии для многих явлений нет точных определений, а существуют только гипотезы для их объяснения. Это в очередной раз подчеркивает уникальность и сложность огромного мира Вселенной, в котором с невероятной скоростью движется и наша уютная Земля.

Фильм «Путешествие на край Вселенной»

Это лучший из фильмов посвященный космосу. Охватывает почти все  объекты и явления, графика высочайшего уровня, практически приближена к оригинальным фотографиям, вплоть до невозможности отличить где нарисовано, а где истинно.

comments powered by HyperComments

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 4272

spacegid.com

Крупномасштабная структура Вселенной

Крупномасштабная структура Вселенной напоминает систему прожилок и волокон, разделенных пустотами

Крупномасштабная структура Вселенной – космологический термин, обозначающий структуру распределения вещества во Вселенной на наибольших видимых масштабах.

Некоторые основные составляющие элементы Вселенной

Примером простейшей структуры в космическом пространстве является система планета-спутник. Кроме двух ближайших к Солнцу планет (Меркурий и Венера), все остальные имеют своего спутника, и в большинстве случаев даже не одного. Если Землю сопровождает лишь Луна, то вокруг Юпитера вращается целых 67 спутников, хотя некоторые из них довольно малы. Однако вместе со своими спутниками планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, образуя так называемую планетную систему.

Солнечная система

В результате наблюдений, астрономами было выявлено, что большинство других звезд также входят в состав планетных систем. Вместе с тем сами светила тоже зачастую образовывают системы и скопления, которые назвали звездными. Согласно имеющимся данным, преобладающая часть звезд составляют парные звездные системы, или с кратным количеством светил. В этом плане наше Солнце считается нетипичным, так как оно не имеет пары

Если же рассматривать околосолнечное пространство в более увеличенных масштабах, то становится очевидно, что все звездные скопления вместе со своим планетными системами образуют звездный остров, так называемую галактику Млечный Путь.

История изучения структуры Вселенной

Разнообразные галактики, открытые в рамках проекта SINGS. Смотреть в полном размере.

Впервые об идее крупномасштабной структуры Вселенной задумался выдающийся астроном Уильям Гершель. Именно ему принадлежат такие открытия как обнаружение планеты Уран и двух ее спутников, двух спутников Сатурна, открытие инфракрасного излучения и идея о движении Солнечной системы сквозь космическое пространство. Самостоятельно сконструировав телескоп и проведя наблюдения, он выполнил объемные подсчеты светил различной яркости в определенных областях небосвода и пришел к выводу, что в космическом пространстве существует большое множество звездных островов.

Позже, в начале ХХ-го века американский космолог Эдвин Хаббл смог доказать принадлежность некоторых туманностей к структурам, отличным от Млечного Пути. То есть было достоверно известно, что за пределами нашей галактики также существуют различные звездные скопления. Исследования в этом направлении вскоре значительно расширили наше понимание Вселенной. Оказалось, что помимо Млечного Пути в космическом пространстве существуют десятки тысяч иных галактик. В попытке составить какую-нибудь упрощенную карту видимой Вселенной ученые наткнулись на тот примечательный факт, что галактики в пространстве распределены неравномерно и составляют собою иные структуры немыслимых размеров.

Скопление галактик в созвездии Гидра

Крупномасштабная структура Вселенной

Со временем ученые обнаружили, что галактики-одиночки – достаточно редкое явление во Вселенной. Подавляющая же часть галактик образуют крупномасштабные скопления, которые могут быть различных форм и включать в себя две галактики или кратное число, вплоть до нескольких тысяч. Помимо огромных звездных островов эти массивные звездные структуры включают еще и скопления газа, разогретого до высоких температур. Несмотря на очень низкую плотность (в тысячи раз меньше, нежели в солнечной атмосфере), масса этого газа может значительно превышать суммарную массу всех звезд в некоторых совокупностях галактик.

Полученные результаты наблюдений и расчетов навели ученых на мысль о том, что скопления галактик также могут образовывать иные более крупные структуры. Вслед за этим стали два интригующих вопроса: если сама по себе галактика, сложная структура, является частью некой более масштабной конструкции, то может ли эта конструкция быть составной чего-нибудь еще большего?  И, в конце концов, есть ли предел такой иерархичной структурности, когда каждая система входит в состав другой?

Галактические стены напоминают сплетения нейронов в коре головного мозга человека

Положительный ответ на первый вопрос подтверждается наличием сверхскоплений галактик, которые в свою очередь перерастают галактические нити, или как их иначе называют «стены». Их толщина в среднем около 10 млн. св. лет, а длина 160 — 260 млн. световых лет. Однако, отвечая на второй вопрос, следует отметить, что сверхскопления галактик не являются некой обособленной структурой, а лишь более плотные участки галактических стен. Поэтому сегодня ученые уверены в том, что именно галактические нити (стены), наибольшие космические структуры, вмесите с войдами (пустым пространством, свободным от звездных скоплений) формируют волокнистую или ячеистую структуру Вселенной.

Положение Земли во Вселенной

Несколько отходя от темы, укажем положение нашей планеты в столь сложной структуре:

  1. Планетарная система: Солнечная
  2. Местное межзвёздное облако
  3. Галактический рукав Ориона
  4. Галактика: Млечный Путь
  5. Скопление галактик: Местная группа
  6. Сверхскопление галактик: Местное сверхскопление (Девы)
  7. Сверхскопление галактик: Ланиакея
  8. Стена: Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита

Современные результаты исследований утверждают, что Вселенная состоит не менее чем из 200 миллиардов галактик. Галактические стены по своей природе являются относительно плоскими и составляют собой стенки «ячеек» Вселенной, а места их пересечений и формируют сверхскопления галактик. В центре же этих ячеек располагаются войды (англ. void — пустота).

Материалы по теме

Анализ сформированной учеными трехмерной модели распределения галактик говорит о том, что ячеистая структура наблюдается на расстоянии в более чем миллиард световых лет в любом направлении. Данная информация позволяет полагать, что в масштабе в несколько сотен миллионов световых лет любой фрагмент Вселенной будет иметь почти одинаковое количество вещества. А это доказывает, что в указанных масштабах Вселенная однородна.

Причины возникновения крупномасштабной структуры Вселенной

Несмотря на наличие таких масштабных конструкций, как галактические стены и нити, самыми крупными устойчивыми структурами все же считаются скопления галактик. Дело в том, что известное расширение Вселенной постепенно растягивает структуру любых объектов, и бороться с этой силой может лишь гравитация. В результате наблюдений за скоплениями и сверхскоплениями был обнаружен такой потрясающий эффект как «гравитационное линзирование». То есть лучи, проходящие через межзвездное пространство, искривляются, что указывает на наличие в нем огромной невидимой, скрытой массы. Она может принадлежать различным ненаблюдаемым космическим телам, однако в таких масштабах вероятнее всего принадлежит темной материи

Крест Эйнштейна — гравитационно-линзированный квазар

.

Опираясь на почти однородное реликтовое излучение, ученые убеждены в том, что и вещество во Вселенной должно распределяться равномерно. Но особенность гравитации в том, что она склонна стягивать любые физические частицы в плотные структуры, тем самым нарушая однородность. Таким образом, спустя какое-то время после Большого Взрыва незначительные неоднородности в распределении вещества в пространстве стали все более стягиваться в некоторые структуры. Их возрастающая гравитация (в силу возрастания массы на объем) постепенно замедляла расширение, пока не остановила его вовсе. Мало того, в некоторых частях расширение обернулось в сжатие, что и стало причиной образования галактик и галактических скоплений.

Подобная модель проверялась при помощи компьютерных расчетов. Учитывая совсем незначительные флуктуации (колебания, отклонения) в однородности реликтового излучения, компьютер просчитал, что такие же мелкие флуктуации в распределении вещества после Большого Взрыва при помощи гравитации вполне могли породить скопления галактик и ячеистую крупномасштабную структуру Вселенной.

comments powered by HyperComments

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 7318

spacegid.com